近日，国际知名期刊Cell姊妹刊Matter在线刊登了山东大学前沿交叉科学青岛研究院物质创制与能量转换科学研究中心高珂教授课题组的最新研究成果。高珂教授课题组在高效有机太阳能电池的形貌机理与机械性能研究方面取得新进展。相关研究成果以“Achieving High Efficiency and Well-kept Ductility in Ternary All-polymer Organic Photovoltaic Blends Thanks to Two Well Miscible Donors”为题发表在国际权威学术期刊Matter上，山东大学为该论文的第一完成单位。

Matter与Cell, Chem和Joule互为姊妹刊，接收方向涵盖各个领域内的优秀先进材料，包括生物材料，能源材料，光学材料，磁性材料等。

有机太阳能电池具有柔性、可折叠等独特性能，因而受到广泛关注。高珂教授课题组前期受邀与山东师范大学唐波教授团队在Small Science上针对柔性有机太阳能电池发表了题为“Flexible Organic Solar Cells: Progress and Challenges”的综述文章，总结了近期柔性有机太阳能电池领域取得的进展，阐述了柔性有机太阳能电池领域的关键科学问题以及相关的解决方案。然而，器件的机械性能与活性层内部微纳结构之间的关联仍有待挖掘。为此，研究团队在该工作中基于相容性好的两给体材料与受体材料协同作用，构筑了高效、机械性能优异的三元有机光伏器件，并对器件性能参数、薄膜微纳结构、机械性能之间的多维关联关系进行了详细地研究和分析。

图：高效有机太阳能电池共混薄膜各项指标参数的多维关联关系分析

在此研究工作中，研究人员发现相容性好的给体保证了在不破坏原有形貌骨架的基础上调控相分离与结晶度，获得高效有机太阳能电池。拉伸测试表明，两个给体具有良好的相容性，使得薄膜微纳结构框架得以保持，有利于共混薄膜优异机械性能（如延展性）的维持。最后，对实验测得的各项参数指标进行了全局相关性分析，深入理解了器件性能参数、薄膜微纳结构及薄膜机械性能之间的构效关系，为后续器件效率优化、形貌和机械性能研究提供了有益的参考。

上述工作得到了国家自然科学基金、山东大学基础研究基金等多个项目资助，并获得了来自香港科技大学、天津大学等多个合作团队的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.12.002